一种煤气生产H制造技术

本发明专利技术公开了一种煤气生产H

A kind of gas production H

【技术实现步骤摘要】
一种煤气生产H2/CO原料气的方法及装置
本专利技术属于化工
，涉及一种煤气生产H2/CO原料气的方法及装置。
技术介绍
近年来，我国工业持续迅速发展，钢铁焦化行业产量逐年增高，根据国家统计局2014年统计结果显示，2013年，我国生铁产量已达7.08亿吨，焦炭产量达4.79亿吨，粗钢产量达7.78亿吨。在这些工业生产过程中，会伴随产生大量的焦炉煤气(炼焦)、高炉煤气(炼铁)及转炉煤气(炼钢)，简称“三气”。这些副产煤气总量每年可达上万亿立方米，并呈逐年增加的趋势。同时，其它的黑色金属和有色金属的冶炼过程中也会产生高炉煤气、转炉煤气以及气体组分类似于高炉煤气、转炉煤气的尾气。在钢厂“三气”中，高炉煤气虽然有效气体含量最低，但其排放量最大。高炉煤气主要成分为：CO，CO2，N2，H2，CH4等，其中CO含量约占25％左右，CO2和N2的含量分别占15％、55％左右，H2、CH4的含量很少。高炉煤气热值低，仅为3300～3800kJ/Nm3。由于高炉煤气中的CO2，N2既不参与燃烧产生热量，也不能助燃，相反，还吸收大量的燃烧过程中产生的热量，导致高炉煤气的理论燃烧温度偏低，只有1300℃左右，甚至有些只有900℃左右。高炉煤气常温下燃烧不稳定，一般工业炉不能单一以高炉煤气为燃料，需与焦炉煤气或转炉煤气等高热值煤气参混使用，但是高炉煤气与焦炉煤气或与转炉煤气混合使用热值波动大，不但对燃烧装置提出了更高要求，而且对产品质量亦有不同程度的影响。由于大部分企业高炉煤气富余，高热值煤气紧缺，因此存在着不同程度的高炉煤气放散现象，这不仅污染环境，而且浪费能源。如何有效利用这些热值低、杂质含量高、产量巨大、净化困难、环境污染严重的高炉煤气，是国内外都需要解决的难题。现在高炉煤气普遍是用来燃烧，但由于其热值低，不燃组分含量高，燃烧效率和利用率差，并且浪费了含有的大量的宝贵的可以用来做高附加价值的化工原料的CO。现在转炉煤气普遍是用来燃烧或发电，但由于其热值低，燃烧效率和利用率差，并且发电所产生的收益要远低于用其处理后作为化工原料生产高附加价值的化工产品的收益。另外，变压吸附(PressureSwingAdsorption，PSA)的基本原理是利用气体组份在固体材料上吸附特性的差异，通过周期性的压力变换过程来实现气体的分离或提纯。任何一种吸附对于同一被吸附气体(吸附质)来说，在吸附平衡情况下，温度越低，压力越高，吸附量越大。反之，温度越高，压力越低，则吸附量越小。如果温度基本不变，在加压的情况下吸附，用减压(抽真空)、用弱吸附气体吹扫或低压解吸的方法，称为变压吸附。变压吸附一般包括吸附、解吸(抽真空、吹扫或抽真空加吹扫)以及可能存在的均压、充压、顺放、逆放、置换等。可见，变压吸附是通过改变压力来吸附和解吸的。有压力变化就存在着能量的损失，而现在的变压吸附的方法是没有对这部分的能量进行回收的，造成了能量的白白损失，降低了变压吸附的经济效益，从而造成了在压力过高的情况下应该变压吸附方法，成本过高的情况。随着工业的发展，出现了很多高压条件下的气体分离的情况，操作压力越高，越导致过高的运行能耗。另一方面，由于在变压吸附的工业操作过程中，众多设备之间的加压、降压之间的变换非常频繁，导致了很难将其能量较好地回收。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术的目的是提供工艺流程简单、设备投资少和功耗小的由高炉煤气和/或转炉煤气为主成分的原料气经过多种处理步骤制备符合高标准要求的合成乙二醇的原料气的工艺，该工艺不但能够缓解国内的能源短缺及高炉煤气浪费严重的现状，且能进一步增大煤气特别是高炉煤气的经济和环境效益；本专利技术的另一目的是提供其装置。技术方案：本专利技术所述的一种煤气生产H2/CO原料气的方法，包括如下步骤：第1步，将煤气在源头或第一预处理流程中分为两部分，其中第一部分气体经第一预处理流程后通过变压吸附方法分离CO和N2，得到CO；第二部分气体通过变换反应将气体中的CO变换为H2，得到含CO2、H2和N2的反应气，再从反应气中分离得到H2；第2步，将第1步得到的CO和H2作为H2/CO原料气。所述的H2/CO原料气用于醇。所述的煤气主要包括高炉煤气或转炉煤气；煤气中可能还含有其他的尾气或者驰放气中的一种或几种的混合。第一部分气体所占的体积分数为15～70％，第二部分气体所占的体积分数为30～85％。第二部分气体与第一部分气体变压吸附方法分离CO和N2得到CO过程中产生的置换尾气或/和顺放气体进行混合后进行变换反应。所述的第一预处理流程包括除尘、除磷、除砷、脱水、脱氢脱氧、脱硫、脱CO2、除CH4、脱重组分中的一步或几步的组合。进一步，所述的第一预处理流程包括脱硫和脱CO2，脱CO2与脱硫同步进行或者脱CO2处于脱硫步骤后。进一步，所述的第一预处理流程还包括除CH4或/和脱氢脱氧；除CH4处于脱硫步骤之后；脱氢脱氧处于除CH4步骤之后；将所述煤气在脱硫、脱甲烷或脱氢脱氧后分为两部分。第二部分气体在变换反应之前经第二预处理流程，所述第二预处理流程包括与第一部分气体处于混合态时所经的第一预处理步骤以及单独的预处理步骤，所述第二预处理流程包括除尘、除磷、除砷、脱水、脱氢脱氧、脱硫、脱CO2、除CH4、脱重组分中的一步或几步的组合。第一预处理流程和第二预处理流程中，所述除CH4是通过催化燃烧反应脱除CH4；脱氢脱氧是通过催化反应方法进行脱除。从所述含CO2、H2和N2的反应气中分离得到H2时，经过脱CO2和N2，其中，脱N2通过变压吸附分离方法，脱CO2通过变压吸附分离方法或吸收法。第一预处理流程中的脱CO2通过变压吸附分离方法或吸收法，采用吸收法时，第一预处理流程中的吸收剂脱CO2后用于第二部分气体制H2过程中的CO2脱除。一种煤气生产H2/CO原料气的装置，包括：第一预处理装置，用于对煤气原料气进行预处理；分流装置，连接于第一预处理装置或煤气原料气输出口，并且设有第一部分气体出口和第二部分气体出口，用于将气体分成两股；与第一预处理装置或第一部分气体出口相连的变压吸附装置，用于对第一部分气体通过变压吸附方法分离CO和N2；变换反应器，连接于分流装置的第二部分气体出口，用于对第二部分气体进行变换反应将气体中的CO变换为H2，得到含CO2、H2和N2的反应气；H2分离装置，连接于变换反应器，用于从含CO2、H2和N2的反应气中分离得到H2。所述的煤气生产H2/CO原料气的装置，还包括生产醇的装置，连接于变压吸附装置的CO出口和H2分离装置的H2出口，用于反应合成碳原子数≥2的醇。所述的第一预处理装置连接于主要含有高炉煤气或者转炉煤气的原料气输出口。主要含有高炉煤气或者转炉煤气的原料气输出口还连接有焦炉煤气、其他的尾气或者驰放气的接入口。变压吸附装置通过管路与变换反应器相连，用于将第一部分气体变压吸附方法分离CO和N2得到CO过程中产生的置换气体或/和顺放气体与第二部本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种煤气生产H

【技术特征摘要】
20181026 CN 20181125761611.一种煤气生产H2/CO原料气的方法，其特征在于，包括如下步骤：
第1步，将煤气在源头或第一预处理流程中分为两部分，其中第一部分气体经第一预处理流程后通过变压吸附方法分离CO和N2，得到CO；第二部分气体通过变换反应将气体中的CO变换为H2，得到含CO2、H2和N2的反应气，再从反应气中分离得到H2；
第2步，将第1步得到的CO和H2作为H2/CO原料气。


2.根据权利要求1所述的煤气生产H2/CO原料气的方法，其特征在于，所述的H2/CO原料气用于生产碳原子数≥2的醇。


3.根据权利要求1所述的煤气生产H2/CO原料气的方法，其特征在于，所述的煤气主要包括高炉煤气或转炉煤气；煤气中可能还含有其他的尾气或者驰放气中的一种或几种的混合。


4.根据权利要求1所述的煤气生产H2/CO原料气的方法，其特征在于，第一部分气体所占的体积分数为15～70％，第二部分气体所占的体积分数为30～85％。


5.根据权利要求1所述的煤气生产H2/CO原料气的方法，其特征在于，第二部分气体与第一部分气体变压吸附方法分离CO和N2得到CO过程中产生的置换尾气或/和顺放气体进行混合后进行变换反应。


6.根据权利要求1所述的煤气生产H2/CO原料气的方法，其特征在于，所述的第一预处理流程包括除尘、除磷、除砷、脱水、脱氢脱氧、脱硫、脱CO2、除CH4、脱重组分中的一步或几步的组合。


7.根据权利要求6所述的煤气生产H2/CO原料气的方法，其特征在于，所述的第一预处理流程包括脱硫和脱CO2，脱CO2与脱硫同步进行或者脱CO2处于脱硫步骤后。


8.根据权利要求7所述的煤气生产H2/CO原料气的方法，其特征在于，所述的第一预处理流程还包括除CH4或/和脱氢...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵春风，丁艳宾，赵猛，马正飞，杨东昊，
申请(专利权)人：苏州盖沃净化科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32